DE19941303A1

DE19941303A1 - Filter mit einem einen Rahmen aufweisenden Filtereinsatz

Info

Publication number: DE19941303A1
Application number: DE1999141303
Authority: DE
Inventors: Juergen Lang; Michael Stotz
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2019-09-01
Also published as: DE19941303B4

Abstract

Es wird ein Filterelement, insbesondere für den Luftfilter eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, welches aus dem Filterpapier 19 und einer Dichtung 20 besteht. Dieses wird in einem Rahmen 16 eingelegt, wobei der Rahmen in ein Gehäuse 10 eingebaut werden kann. Das Filterelement ist im Rahmen austauschbar, so daß bei einem Wechsel der Rahmen im Gehäuse verbleiben kann. Auf diese Weise lassen sich die Betriebskosten des Filters verringern, da für den zu wechselnden Filtereinsatz ein geringerer Materialaufwand anfällt. Dies hat auch positive Auswirkungen auf die Umweltverträglichkeit der Filtereinsätze, da diese unproblematisch in der Entsorgung sind. Der Rahmen kann zusätzliche Funktionselemente wie z. B. einen Luftführungsstutzen 21 aufweisen. Die zur Verwendung kommenden Filterpapiere können standardisierte Größen haben, so daß sich diese für unterschiedliche Anwendungsfälle durch Modifikation des Rahmens 16 verwenden lassen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter, insbesondere einen Luftfilter einer Brenn kraftmaschine, welcher einen Filtereinsatz mit einem Rahmen aufweist, nach der Gattung des Patentanspruches 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf den Fil tereinsatz, welcher in den genannten Filter eingebaut werden kann.

Filtereinsätze, die einen Rahmen aufweisen, sind bekannt. So ist z. B in der DE 37 08 756 A1 ein Filtereinsatz offenbart, der in einen Rahmen eingelassen ist (verglei che Fig. 2 dieses Dokumentes). Dieser Filtereinsatz weist zwei Filterplatten 22, 23 auf, die in einen rechteckigen Rahmen 3 eingelassen sind. Der Rahmen weist wei terhin ein Düsenrohrstück 16 auf, der zur Luftführung des zu filternden Mediums ge eignet ist. Dieser Filtereinsatz kann z. B. in einen Luftfilter eines Kraftfahrzeugs ge mäß Fig. 1 des Dokumentes eingebaut werden. Die Filterplatten 22, 23 werden von unten nach oben durchströmt, gelangen so in einen durch das Gehäuse gebildeten Reinluftraum und werden durch das Düsenrohrstück 16 dem Saugrohr des Motors zugeführt. Ein solcher Rahmen verbessert somit die Luftführungseigenschaften des Filtereinsatzes und macht den Filtereinsatz servicefreundlicher, da dieser ohne weite res ausgewechselt werden kann. Gleichzeitig stabilisiert er die Filterplatten, wodurch diese ein besseres Druckpulsationsverhalten aufweisen.

Das Vorsehen eines stabilen Rahmens für den Filtereinsatz hat jedoch auch Nach teile. Das Gesamtgewicht der Vorrichtung steigt und dessen Herstellung wird teurer. Der Filtereinsatz ist jedoch ein Austauschteil, so daß durch das Erfordernis des Aus wechselns auch die Betriebskosten des Filters steigen. Bei der Entsorgung ausge dienter Filterelemente wird die Umwelt durch das zusätzlich anfallende Teil des Fil terrahmens unnötig belastet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Filter mit einem Filtereinsatz zu schaffen, das servicefreundlich ist, einen geringen Materialaufwand bewirkt und die Anforderungen hinsichtlich der Schwingungsbelastung des Filtermediums und der Luftführung erfüllt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Filter weist in bekannter Weise ein Gehäuse auf, welches zum Einbau des Filtereinsatzes geöffnet werden kann. Der Filtereinsatz besitzt einen Rahmen und wird mit diesen derart in das Gehäuse eingebaut, daß durch eine Dichtung eine Reinseite von einer Rohseite getrennt wird, so daß das zu filternde Medium von einem Einlaß durch das Filtermedium zu einem Auslaß strömen muß. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Filtermedium lösbar mit dem Rahmen verbunden ist. Dies hat den großen Vorteil, daß bei einem Wechsel des Filtereinsat zes lediglich das Filtermedium ausgewechselt werden muß, während der Rahmen weiter verwendet wird. Damit wird das auszuwechselnde Teil kostengünstiger und läßt sich unproblematisch entsorgen. Dies hat also positive Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit des Filters sowie auf dessen Umweltverträglichkeit.

Durch das Vorsehen des Rahmens für den Filter sind die Anforderungen an dessen Stabilität sowie die Luftführungseigenschaften gewährleistet. Insbesondere können durch Vorsehen eines Rahmens Standartfilterelemente auf unterschiedliche Einbau situationen angepaßt werden. Es können also auch die bereits beschriebenen be kannten Lösungen mit festem Filterrahmen substituiert werden. Dabei müssen nur die Rahmen variiert werden, während als Filtermedium Standartfilterelemente ver wendet werden können. Durch diese Maßnahme sinkt die Variantenvielfalt der Ein zelteile, wodurch die Lösung wirtschaftlicher wird.

Die zur Verwendung kommende Dichtung dichtet das Filtermedium gegenüber dem Rahmen ab. Die Dichtung kann jedoch auch dazu herangezogen werden, gleichzeitig eine Abdichtung zur Gehäusewand zu erzielen.

Eine andere Variante der Erfindung sieht für die Abdichtung des Rahmens gegen über dem Gehäuse eine Zusatzdichtung vor. Dies hat den Vorteil, daß ein größerer Gestaltungsspielraum für die Geometrie des Rahmens entsteht.

Es ist vorteilhaft, in den Rahmen einen Abschnitt zur Luftführung zu integrieren. Die ser Abschnitt kann z. B. als Rohrstutzen oder Düse ausgeführt sein, wobei dieser das zu filternde Medium entweder auf der Roh- oder der Reinseite befördern kann. Durch diese konstruktive Maßnahme steigt der Gestaltungsspielraum für das Filtergehäuse, da der Abschnitt zur Luftführung genutzt werden kann, um Einlaß bzw. Auslaß des Filtergehäuses an beliebigen Stellen anzuordnen. Ein Anschluß erfolgt dann über den Abschnitt zur Luftführung. Selbstverständlich kann mit dem beschriebenen Ab schnitt auch ein flüssiges Filtermedium geführt werden.

Bei einer entsprechenden Gestaltung können die am Filtereinsatz angebrachten Dichtungen gleichzeitig zur Abdichtung von Gehäuseteilen untereinander verwendet werden. Hierdurch wird eine Dichtung eingespart, die entlang der Gehäuseteilung nötig werden würde, um zumindest die Reinseite des Filters vollständig gegen die Umgebung abzudichten. Bei der Rohseite ist eine Abdichtung nicht unbedingt erfor derlich, sofern das zu filternde Medium und das Medium in der Umgebung des Filter gehäuses identisch sind, wie dies z. B. bei Luftfiltern der Fall sein kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn der Rahmen als Teil der Wandung des Gehäuses ausgeführt ist. Damit kann Material eingespart werden, da die Abmessungen der eigentlichen Gehäuseteile sich verringern. Der Rahmen kann dennoch ausgebaut werden, z. B. um die Montage des Filtermediums zu vereinfachen.

Eine günstige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Dichtung am Filtermedi um aus PUR-Schaum herzustellen, der direkt an das Filtermedium angespritzt wird. Hierbei ist die Gestaltung des Dichtprofils frei wählbar. Außerdem läßt sich nach die sem Verfahren das Filtermedium einfach in großen Serien herstellen.

Um dem Filtermedium vor dem Einbau in den Filterrahmen bei größeren Abmessun gen eine genügende Steifigkeit zu verleihen, kann in die Dichtung ein zusätzlicher Stützrahmen integriert werden. Der Stützrahmen bei dieser Variante weist immer noch wesentlich geringere Abmessungen auf, als der Rahmen, in den der Filterein satz eingebaut wird. Dadurch lassen sich die genannten Vorteile einer Materialer sparnis auch durch diese Variante erreichen. Der Stützrahmen erleichtert weiterhin den Einbau des Filtermediums in den Rahmen, wodurch die Servicefreundlichkeit der Konstruktion erhöht wird. Außerdem kann der Stützrahmen die Dichtwirkung der Dichtung verbessern, indem diese versteift wird, wodurch der Anpressdruck gestei gert wird.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung kann das Filtermedium in mehrere Teilbereiche aufgeteilt werden. Diese können entweder einzeln in den Rah men hineingelegt werden, oder unter Verwendung einer Dichtung, die durch einen Stützrahmen versteift werden kann, zu einem Teil zusammengefaßt werden. Die Teilbereiche des Filtermediums weisen aufgrund ihrer geringeren Abmessung ein besseres Schwingungsverhalten auf, wenn das zu filternde Medium diese mit einer Pulsation beaufschlagt. Außerdem wird der Filtereinsatz dadurch variabler in seiner geometrischen Gestaltung, so daß er besser an den zur Verfügung stehenden Ein bauraum angepaßt werden kann.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnungen

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von sche matischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Luftfilter eines Motors mit einem Gehäu se, einem Rahmen und dem Filtermedium,

Fig. 2 die Ansicht A des Filtereinsatzes mit Filtermedium und Rahmen gemäß Fig. 1, wobei ein Teilbereich B-B gemäß Fig. 1 aufgeschnitten ist und

Fig. 3 den Schnitt C-C gemäß Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Filter gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse 10 auf, welches einen rohluftseitigen Einlaß 11 besitzt. Es handelt sich um das Luftfiltergehäuse im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, wobei ein Auslaß 12 in einen Sammelraum 13 eines Saugrohrs einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mündet. Das Gehäuse weist einen Deckel 14 auf, welcher mit Spannbügeln 15 befestigt ist. Der Deckel gibt eine Ein bauöffnung frei, in die ein Filtereinsatz 16 eingesetzt werden kann. Der Filtereinsatz besteht aus einem Rahmen 17 dem in zwei Teilbereiche 18 aufgeteilten Filterpapier 19 und einer an das Filterpapier angespritzten Dichtung 20 aus PUR-Schaum. Der Rahmen weist weiterhin einen Abschnitt 21 zur Führung der Reinluft auf, der durch eine Zusatzdichtung 22 mit dem Auslaß 12 kommuniziert.

Die Verbrennungsluft strömt von dem Einlaß 11 in eine Rohseite 23 des Filtergehäu ses und durchströmt anschließend das Filterpapier 19 von unten nach oben. Auf die se Weise gelangt es auf eine Reinseite 24 im Filtergehäuse, wird durch den Ab schnitt 21 geleitet und verläßt durch den Auslaß 12 das Filtergehäuse, um in den Sammelraum 13 zu gelangen. Dabei ist eine vollständige Abdichtung der Reinseite 24 gegenüber der Rohseite 23 bzw. der Umgebung notwendig. Dies wird durch die Dichtung 20, die gleichzeitig mit dem Deckel 14 in Eingriff steht und die Zusatzdich tung 22, die den Auslaß 12 mit dem Abschnitt 21 dichtend verbindet, gewährleistet. Eine rohseitige Abdichtung zwischen Gehäuse 10 und Rahmen 17 erfolgt lediglich durch die Bauteilgestaltung (Dichtwirkung wie Labyrinthdichtung), jedoch nicht durch ein Elastomer.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf den Filtereinsatz 16 von unten zu sehen. Es sind Stirnseiten 25 des Rahmens 17 zu erkennen (vergleiche auch Fig. 1). In der Mitte befindet sich der luftführende Abschnitt 21, der auf beiden Seiten durch einen Teilbe reich 18 des Filterpapiers 19 eingefaßt ist.

Der Teilschnitt gemäß B-B in Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Dichtung 20. In diese ist ein Stützrahmen 26 eingelegt. Dieser führt zu einer Stabilisierung der Dich tung, die die beiden Teilbereiche 18 über den Abschnitt 21 hinweg miteinander ver bindet. Das in den Rahmen eingelegte Einlegeteil, welches das Filterpapier 19 ent hält, besteht also aus einem Stück. Der Stützrahmen 26 besteht aus Kunststoff und weist einen verhältnismäßig steifen Stabilisierungsbereich 27 und elastische Fenster 28 auf. Die Fenster verbessern zu einem die Haftung des PUR-Schaums der Dich tung am Stützrahmen 26, zum andern versteifen sie die Dichtung zusätzlich hinsicht lich ihrer Komprimierbarkeit an der korrespondierenden Dichtfläche.

Einen Querschnitt durch die Dichtung 20 mit dem Filterpapier 19 und dem Stützrah men 26 ist der Fig. 3 zu entnehmen. Hier wird auch die Aufteilung des Stützrah mens in den Stabilisierungsbereich 27 und die Fenster 28 deutlich.

Bezugszeichenliste

10

Gehäuse

11

Einlaß

12

Auslaß

13

Sammelraum

14

Deckel

15

Spannbügel

16

Filtereinsatz

17

Rahmen

18

Teilbereich

19

Filterpapier

20

Dichtung

21

Abschnitt

22

Zusatzdichtung

23

Rohseite

24

Reinseite

25

Stirnseite

26

Stützrahmen

27

Stabilisierungsbereich

28

Fenster

Claims

1. Filter, insbesondere Luftfilter einer Brennkraftmaschine, welcher ein Gehäuse (10) und einen Filtereinsatz (16)

1. mit einer Dichtung (20), welche eine mit einem Einlaß (11) kommunizierende Rohseite (23) des Filtereinsatzes von einer mit einem Auslaß (12) kommuni zierende Reinseite (24) trennt,
2. mit einem Filtermedium, insbesondere einem gefalteten Filterpapier (19) und
3. mit einem Rahmen (17), der das Filtermedium und die Dichtung (20) aufnimmt, und seinerseits in das Gehäuse (10) eingebaut ist,

aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium lösbar mit dem Rah men verbunden ist.

2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (17) eine Zusatzdichtung (22) zur Abdichtung des Rahmens gegenüber dem Gehäuse (10) aufweist.

3. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rahmen (17) ein Abschnitt (21) zur Luftführung integriert ist.

4. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ei ne der Abdichtungen (20, 22) gleichzeitig zur Abdichtung von Gehäuseteilen un tereinander entlang einer Einbaukante des Filtereinsatzes (16) genutzt wird.

5. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (17) einen Teil der Wandungen des Gehäuses (10) bildet.

6. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20) aus PUR-Schaum besteht und direkt an das Filtermedium ange spritzt ist.

7. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dichtung (20) ein Stützrahmen (26) integriert ist.

8. Filter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium im Filtereinsatz (16) in mehrere Teilbereiche (18) aufgeteilt ist.

9. Filtereinsatz dadurch gekennzeichnet, daß dieser zum Einbau in einen Filter gemäß einem der vorherigen Ansprüche geeignet ist.